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1. 如图所示电路中,电流表量程为$0 ∼ 0.6\ \mathrm{A}$,电压表量程为$0 ∼ 3\ \mathrm{V}$,定值电阻$R_0 = 10\ \Omega$,滑动变阻器上标有“$50\ \Omega$”的字样,电源电压恒为$6\ \mathrm{V}$。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P滑动过程中,保证各元器件安全的情况下,下列叙述不正确的是 (
A.滑动变阻器滑片P允许滑动到最左端
B.电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是$20\ \Omega$
C.电压表的示数最小可达$1\ \mathrm{V}$
D.电路的最大功率是$1.8\ \mathrm{W}$
B
)A.滑动变阻器滑片P允许滑动到最左端
B.电路电流最大时,滑动变阻器接入电路的阻值是$20\ \Omega$
C.电压表的示数最小可达$1\ \mathrm{V}$
D.电路的最大功率是$1.8\ \mathrm{W}$
答案
1.B
解析
【分析】
首先明确电路结构：滑动变阻器R与定值电阻R₀串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R₀两端电压。解题时需结合电流表、电压表的量程限制，确定电路的最大电流和最小电流，再逐一分析各选项是否符合安全要求，最终选出不正确的选项。
【解析】
1. 确定电路的最大电流：
电压表量程为0~3V，因此R₀两端的最大电压U₀max=3V，此时电路的最大电流I_max = U₀max / R₀ = 3V / 10Ω = 0.3A。该电流小于电流表量程0~0.6A，也符合滑动变阻器的使用要求，故电路最大电流为0.3A。
2. 逐一分析选项：
选项A：滑动变阻器滑片到最左端时，接入电阻最大为50Ω，此时电路电流I = U/(R+R₀) = 6V/(50Ω+10Ω)=0.1A，电压表的示数U₀=IR₀=0.1A×10Ω=1V，在电压表量程内，因此滑片可滑动到最左端，A正确。
选项B：电路电流最大时，总电阻R总=U/I_max=6V/0.3A=20Ω，滑动变阻器接入的阻值R=R总-R₀=20Ω-10Ω=10Ω，并非20Ω，B错误。
选项C：当滑动变阻器接入最大电阻50Ω时，电路电流最小I_min=6V/(50Ω+10Ω)=0.1A，电压表最小示数U₀min=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，C正确。
选项D：电路最大功率P_max=UI_max=6V×0.3A=1.8W，D正确。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的动态分析，核心是需同时考虑电流表、电压表的量程限制来确定电路的最大电流，避免仅以电流表量程判断最大电流的错误，是电学中常见的综合题型，需掌握电表量程对电路的约束作用。
【难度系数】
0.4
首先明确电路结构：滑动变阻器R与定值电阻R₀串联，电流表测电路电流，电压表测定值电阻R₀两端电压。解题时需结合电流表、电压表的量程限制，确定电路的最大电流和最小电流，再逐一分析各选项是否符合安全要求，最终选出不正确的选项。
【解析】
1. 确定电路的最大电流：
电压表量程为0~3V，因此R₀两端的最大电压U₀max=3V，此时电路的最大电流I_max = U₀max / R₀ = 3V / 10Ω = 0.3A。该电流小于电流表量程0~0.6A，也符合滑动变阻器的使用要求，故电路最大电流为0.3A。
2. 逐一分析选项：
选项A：滑动变阻器滑片到最左端时，接入电阻最大为50Ω，此时电路电流I = U/(R+R₀) = 6V/(50Ω+10Ω)=0.1A，电压表的示数U₀=IR₀=0.1A×10Ω=1V，在电压表量程内，因此滑片可滑动到最左端，A正确。
选项B：电路电流最大时，总电阻R总=U/I_max=6V/0.3A=20Ω，滑动变阻器接入的阻值R=R总-R₀=20Ω-10Ω=10Ω，并非20Ω，B错误。
选项C：当滑动变阻器接入最大电阻50Ω时，电路电流最小I_min=6V/(50Ω+10Ω)=0.1A，电压表最小示数U₀min=I_minR₀=0.1A×10Ω=1V，C正确。
选项D：电路最大功率P_max=UI_max=6V×0.3A=1.8W，D正确。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的动态分析，核心是需同时考虑电流表、电压表的量程限制来确定电路的最大电流，避免仅以电流表量程判断最大电流的错误，是电学中常见的综合题型，需掌握电表量程对电路的约束作用。
【难度系数】
0.4
2.(2025·泰安泰山区期末)如图甲所示的电路，当滑动变阻器的滑片P从a端移至b端的过程中，电流表和电压表的示数如图乙所示，则以下说法中 (
①电源电压是6 V ②滑动变阻器的最大阻值为50 Ω
③定值电阻的阻值是10 Ω
④电路总功率的最大值为3.6 W
A.只有①②正确
B.只有②③④正确
C.只有①②③正确
D.①②③④都正确
D
)①电源电压是6 V ②滑动变阻器的最大阻值为50 Ω
③定值电阻的阻值是10 Ω
④电路总功率的最大值为3.6 W
A.只有①②正确
B.只有②③④正确
C.只有①②③正确
D.①②③④都正确
答案
2.D
解析
【分析】
本题需结合串联电路特点与I-U图像分析：电路中定值电阻R₀与滑动变阻器R串联，电流表测电路电流，电压表测R两端电压。当滑片在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表示数为0，电流最大；滑片在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，电流最小，电压表示数最大。利用这两个特殊状态，结合串联电路电压规律、欧姆定律计算各物理量，判断四个结论的正确性。
【解析】
1. 求电源电压与定值电阻R₀：
当滑片在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表示数为0，电路电流最大，由图乙知I₁=0.6A，此时电路仅含R₀，根据欧姆定律得电源电压：U = I₁R₀ = 0.6A×R₀ ①。
当滑片在b端附近，电流I₂=0.2A时，滑动变阻器电压U_R=4V，根据串联电路电压规律，电源电压：U = I₂R₀ + U_R = 0.2A×R₀ + 4V ②。
联立①②：0.6R₀ = 0.2R₀ + 4 → 0.4R₀=4 → R₀=10Ω，代入①得U=0.6×10=6V，故①正确，③正确。
2. 求滑动变阻器最大阻值：
电路最小电流I_min=0.1A，此时滑动变阻器接入电阻最大，滑动变阻器两端电压U_Rmax=U - I_minR₀=6V -0.1A×10Ω=5V，根据欧姆定律：R_max=U_Rmax/I_min=5V/0.1A=50Ω，故②正确。
3. 求电路总功率最大值：
电源电压U不变，电流最大时总功率最大，P_max=U×I_max=6V×0.6A=3.6W，故④正确。
综上，①②③④均正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用、串联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像与串联电路规律，考查欧姆定律和电功率的综合应用，关键是从图像中提取滑片两端的电流、电压信息，利用串联电压关系建立方程求解，需准确分析特殊状态，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需结合串联电路特点与I-U图像分析：电路中定值电阻R₀与滑动变阻器R串联，电流表测电路电流，电压表测R两端电压。当滑片在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表示数为0，电流最大；滑片在b端时，滑动变阻器接入电阻最大，电流最小，电压表示数最大。利用这两个特殊状态，结合串联电路电压规律、欧姆定律计算各物理量，判断四个结论的正确性。
【解析】
1. 求电源电压与定值电阻R₀：
当滑片在a端时，滑动变阻器接入电阻为0，电压表示数为0，电路电流最大，由图乙知I₁=0.6A，此时电路仅含R₀，根据欧姆定律得电源电压：U = I₁R₀ = 0.6A×R₀ ①。
当滑片在b端附近，电流I₂=0.2A时，滑动变阻器电压U_R=4V，根据串联电路电压规律，电源电压：U = I₂R₀ + U_R = 0.2A×R₀ + 4V ②。
联立①②：0.6R₀ = 0.2R₀ + 4 → 0.4R₀=4 → R₀=10Ω，代入①得U=0.6×10=6V，故①正确，③正确。
2. 求滑动变阻器最大阻值：
电路最小电流I_min=0.1A，此时滑动变阻器接入电阻最大，滑动变阻器两端电压U_Rmax=U - I_minR₀=6V -0.1A×10Ω=5V，根据欧姆定律：R_max=U_Rmax/I_min=5V/0.1A=50Ω，故②正确。
3. 求电路总功率最大值：
电源电压U不变，电流最大时总功率最大，P_max=U×I_max=6V×0.6A=3.6W，故④正确。
综上，①②③④均正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律应用、串联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像与串联电路规律，考查欧姆定律和电功率的综合应用，关键是从图像中提取滑片两端的电流、电压信息，利用串联电压关系建立方程求解，需准确分析特殊状态，难度适中。
【难度系数】
0.5
3. (2025·济宁二模)如图(a)所示电路，电源电压恒定不变。闭合开关S、S₂，将滑片P从滑动变阻器的一端移到另一端，电压表示数与滑动变阻器连入电路的阻值变化关系的U-R图像如图(b)所示；断开S₂后，闭合S₁，将滑片P从滑动变阻器的一端移到另一端，电流表示数与电压表示数的变化关系的I-U图像如图(c)所示。则电源电压为
9
V，灯泡工作时的最小电阻为10
Ω，灯泡的最大功率为5.4
W。答案
3.9 10 5.4
【解析】闭合开关S、S₂,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量电源电压。将滑片P从滑动变阻器的一端移到另一端,由图(b)可知滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。断开S₂后,闭合S₁,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,将滑片P从滑动变阻器的一端移到另一端,当滑片在最右端时,滑动变阻器接入的阻值最大为20 Ω,电路总电阻最大,电路中的电流最小为0.3 A,灯泡两端的电压为3 V,此时滑动变阻器两端的电压$U_R = IR = 0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$, 则电源电压$U = U_\mathrm{L}+U_R = 3\ \mathrm{V}+6\ \mathrm{V} = 9\ \mathrm{V}$。灯泡工作时的最小电阻$R_\mathrm{L} = \dfrac{U_\mathrm{L}}{I} = \dfrac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega$。滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,总电阻最小,电路为灯泡的简单电路,可知电路最大电流为0.6 A,则灯泡的最大功率$P = UI_{\max} = 9\ \mathrm{V} × 0.6\ \mathrm{A} = 5.4\ \mathrm{W}$。
【解析】闭合开关S、S₂,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量电源电压。将滑片P从滑动变阻器的一端移到另一端,由图(b)可知滑动变阻器的最大阻值为20 Ω。断开S₂后,闭合S₁,灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端的电压,将滑片P从滑动变阻器的一端移到另一端,当滑片在最右端时,滑动变阻器接入的阻值最大为20 Ω,电路总电阻最大,电路中的电流最小为0.3 A,灯泡两端的电压为3 V,此时滑动变阻器两端的电压$U_R = IR = 0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$, 则电源电压$U = U_\mathrm{L}+U_R = 3\ \mathrm{V}+6\ \mathrm{V} = 9\ \mathrm{V}$。灯泡工作时的最小电阻$R_\mathrm{L} = \dfrac{U_\mathrm{L}}{I} = \dfrac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega$。滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0,总电阻最小,电路为灯泡的简单电路,可知电路最大电流为0.6 A,则灯泡的最大功率$P = UI_{\max} = 9\ \mathrm{V} × 0.6\ \mathrm{A} = 5.4\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
要解决本题，需分两种开关状态分析电路：①闭合S、S₂时，灯泡被短路，电路为滑动变阻器的简单电路；②断开S₂、闭合S₁时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压。结合图(b)、图(c)提取关键数据，利用串联电路规律、欧姆定律和电功率公式逐步计算即可。
【解析】
1. 求电源电压：
断开S₂、闭合S₁时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压。当滑片移到滑动变阻器最右端时，滑动变阻器接入最大阻值$R_{\mathrm{滑大}}=20\ \Omega$，电路总电阻最大，电流最小，由图(c)得此时电流$I_{\mathrm{小}}=0.3\ \mathrm{A}$，灯泡两端电压$U_{\mathrm{L}}=3\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律，滑动变阻器两端电压：$U_R = I_{\mathrm{小}}R_{\mathrm{滑大}}=0.3\ \mathrm{A}×20\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
串联电路总电压等于各部分电压之和，因此电源电压：$U = U_{\mathrm{L}} + U_R=3\ \mathrm{V}+6\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$。
2. 求灯泡工作时的最小电阻：
灯泡电阻随温度变化，电流最小时灯泡温度最低，电阻最小。此时灯泡最小电阻：$R_{\mathrm{L小}}=\frac{U_{\mathrm{L}}}{I_{\mathrm{小}}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
3. 求灯泡的最大功率：
当滑片移到滑动变阻器最左端时，滑动变阻器接入阻值为0，电路为灯泡的简单电路，电流最大，由图(c)得最大电流$I_{\mathrm{大}}=0.6\ \mathrm{A}$。
灯泡的最大功率：$P=UI_{\mathrm{大}}=9\ \mathrm{V}×0.6\ \mathrm{A}=5.4\ \mathrm{W}$。
【答案】
9；10；5.4
【知识点】
欧姆定律；串联电路电压规律；电功率计算
【点评】
本题通过开关切换改变电路连接方式，结合U-R、I-U图像提取关键数据，考查串联电路规律、欧姆定律和电功率的综合应用，核心是理清不同状态下的电路结构，准确从图像中获取对应物理量。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需分两种开关状态分析电路：①闭合S、S₂时，灯泡被短路，电路为滑动变阻器的简单电路；②断开S₂、闭合S₁时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压。结合图(b)、图(c)提取关键数据，利用串联电路规律、欧姆定律和电功率公式逐步计算即可。
【解析】
1. 求电源电压：
断开S₂、闭合S₁时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压。当滑片移到滑动变阻器最右端时，滑动变阻器接入最大阻值$R_{\mathrm{滑大}}=20\ \Omega$，电路总电阻最大，电流最小，由图(c)得此时电流$I_{\mathrm{小}}=0.3\ \mathrm{A}$，灯泡两端电压$U_{\mathrm{L}}=3\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律，滑动变阻器两端电压：$U_R = I_{\mathrm{小}}R_{\mathrm{滑大}}=0.3\ \mathrm{A}×20\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
串联电路总电压等于各部分电压之和，因此电源电压：$U = U_{\mathrm{L}} + U_R=3\ \mathrm{V}+6\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$。
2. 求灯泡工作时的最小电阻：
灯泡电阻随温度变化，电流最小时灯泡温度最低，电阻最小。此时灯泡最小电阻：$R_{\mathrm{L小}}=\frac{U_{\mathrm{L}}}{I_{\mathrm{小}}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
3. 求灯泡的最大功率：
当滑片移到滑动变阻器最左端时，滑动变阻器接入阻值为0，电路为灯泡的简单电路，电流最大，由图(c)得最大电流$I_{\mathrm{大}}=0.6\ \mathrm{A}$。
灯泡的最大功率：$P=UI_{\mathrm{大}}=9\ \mathrm{V}×0.6\ \mathrm{A}=5.4\ \mathrm{W}$。
【答案】
9；10；5.4
【知识点】
欧姆定律；串联电路电压规律；电功率计算
【点评】
本题通过开关切换改变电路连接方式，结合U-R、I-U图像提取关键数据，考查串联电路规律、欧姆定律和电功率的综合应用，核心是理清不同状态下的电路结构，准确从图像中获取对应物理量。
【难度系数】
0.4
4. 如图甲所示，电源电压恒定，灯泡L上标有“6 V”字样，灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙所示。滑动变阻器$R_1$上标有“50 Ω 1 A”，定值电阻$R_2$阻值为20 Ω，电流表量程为0～3 A。当闭合开关$S_2$，断开开关$S_1$、$S_3$时，灯泡L正常发光。求：
(1)灯泡正常发光时的电阻；
(2)电源电压；
(3)当开关$S_1$、$S_2$、$S_3$均闭合时，电路允许消耗的最大功率。
(1)灯泡正常发光时的电阻；
(2)电源电压；
(3)当开关$S_1$、$S_2$、$S_3$均闭合时，电路允许消耗的最大功率。
答案
4.解: (1)由图乙可知,灯泡两端的电压为6 V时,通过它的电流为0.5 A,由欧姆定律可知,灯泡L正常发光时的电阻: $R_\mathrm{L} = \dfrac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}} = \dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 12\ \Omega$。
(2)闭合开关$\mathrm{S_2}$,断开开关$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_3}$时,灯泡与$R_2$串联,此时灯泡正常发光,电路中的电流$I = 0.5\ \mathrm{A}$,定值电阻$R_2$两端电压: $U_2 = IR_2 = 0.5\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 10\ \mathrm{V}$,电源电压: $U = U_\mathrm{L}+U_2 = 6\ \mathrm{V}+10\ \mathrm{V} = 16\ \mathrm{V}$。
(3)当开关$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_2}$、$\mathrm{S_3}$均闭合时,灯泡L短路,$R_1$、$R_2$并联,电流表测量干路中的电流。
通过$R_2$的电流: $I_2 = \dfrac{U}{R_2} = \dfrac{16\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{A}$,
滑动变阻器$R_1$上标有“$50\ \Omega\ \ 1\ \mathrm{A}$”,可知,当通过$R_1$的最大电流$I_{1\max} = 1\ \mathrm{A}$时,干路电流$I = I_{1\max}+I_2 = 1\ \mathrm{A}+0.8\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{A} ＜ 3\ \mathrm{A}$,电流表A的量程为0~3 A,所以,干路电流最大为$I_{\max} = 1.8\ \mathrm{A}$,则电路允许消耗的最大功率: $P_{\max} = UI_{\max} = 16\ \mathrm{V} × 1.8\ \mathrm{A} = 28.8\ \mathrm{W}$。
(2)闭合开关$\mathrm{S_2}$,断开开关$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_3}$时,灯泡与$R_2$串联,此时灯泡正常发光,电路中的电流$I = 0.5\ \mathrm{A}$,定值电阻$R_2$两端电压: $U_2 = IR_2 = 0.5\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 10\ \mathrm{V}$,电源电压: $U = U_\mathrm{L}+U_2 = 6\ \mathrm{V}+10\ \mathrm{V} = 16\ \mathrm{V}$。
(3)当开关$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_2}$、$\mathrm{S_3}$均闭合时,灯泡L短路,$R_1$、$R_2$并联,电流表测量干路中的电流。
通过$R_2$的电流: $I_2 = \dfrac{U}{R_2} = \dfrac{16\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{A}$,
滑动变阻器$R_1$上标有“$50\ \Omega\ \ 1\ \mathrm{A}$”,可知,当通过$R_1$的最大电流$I_{1\max} = 1\ \mathrm{A}$时,干路电流$I = I_{1\max}+I_2 = 1\ \mathrm{A}+0.8\ \mathrm{A} = 1.8\ \mathrm{A} ＜ 3\ \mathrm{A}$,电流表A的量程为0~3 A,所以,干路电流最大为$I_{\max} = 1.8\ \mathrm{A}$,则电路允许消耗的最大功率: $P_{\max} = UI_{\max} = 16\ \mathrm{V} × 1.8\ \mathrm{A} = 28.8\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需分步骤分析电路结构，结合I-U图像、欧姆定律、串并联电路规律和电功率公式计算：
1. 求灯泡正常发光电阻：先确定灯泡额定电压（6V）对应的额定电流，从图乙中找到该电流，利用欧姆定律计算电阻；
2. 求电源电压：分析闭合$\mathrm{S_2}$、断开$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_3}$时的电路（L与$R_2$串联），串联电路电流处处相等，灯泡正常发光时电流等于电路电流，计算$R_2$两端电压，再与灯泡额定电压相加得到电源电压；
3. 求电路最大功率：分析三个开关都闭合时的电路（L被短路，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流），计算$R_2$的电流，结合$R_1$的额定电流，确定不超电流表量程的干路最大电流，最后用$P=UI$计算最大功率。
【解析】
解：
(1) 由图乙可知，灯泡两端电压为额定电压$U_L=6\ \mathrm{V}$时，对应的电流$I_L=0.5\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律，灯泡正常发光时的电阻：
$R_\mathrm{L}=\dfrac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$。
(2) 当闭合开关$\mathrm{S_2}$，断开$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_3}$时，灯泡L与$R_2$串联，电路电流等于灯泡额定电流$I=I_L=0.5\ \mathrm{A}$。
定值电阻$R_2$两端的电压：$U_2=IR_2=0.5\ \mathrm{A}×20\ \Omega=10\ \mathrm{V}$，
电源电压：$U=U_\mathrm{L}+U_2=6\ \mathrm{V}+10\ \mathrm{V}=16\ \mathrm{V}$。
(3) 当开关$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_2}$、$\mathrm{S_3}$均闭合时，灯泡L被短路，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流。
通过$R_2$的电流：$I_2=\dfrac{U}{R_2}=\dfrac{16\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.8\ \mathrm{A}$，
滑动变阻器$R_1$允许的最大电流$I_{1\max}=1\ \mathrm{A}$，则干路最大电流：
$I_{\max}=I_{1\max}+I_2=1\ \mathrm{A}+0.8\ \mathrm{A}=1.8\ \mathrm{A}$，
该电流小于电流表量程0～3A，故干路最大电流为1.8A，
电路允许消耗的最大功率：$P_{\max}=UI_{\max}=16\ \mathrm{V}×1.8\ \mathrm{A}=28.8\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $12\ \Omega$；(2) $16\ \mathrm{V}$；(3) $28.8\ \mathrm{W}$
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像考查电路综合计算，需准确判断不同开关状态下的电路连接方式，结合用电器额定值和电表量程确定最大电流，是电路规律应用的典型题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分步骤分析电路结构，结合I-U图像、欧姆定律、串并联电路规律和电功率公式计算：
1. 求灯泡正常发光电阻：先确定灯泡额定电压（6V）对应的额定电流，从图乙中找到该电流，利用欧姆定律计算电阻；
2. 求电源电压：分析闭合$\mathrm{S_2}$、断开$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_3}$时的电路（L与$R_2$串联），串联电路电流处处相等，灯泡正常发光时电流等于电路电流，计算$R_2$两端电压，再与灯泡额定电压相加得到电源电压；
3. 求电路最大功率：分析三个开关都闭合时的电路（L被短路，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流），计算$R_2$的电流，结合$R_1$的额定电流，确定不超电流表量程的干路最大电流，最后用$P=UI$计算最大功率。
【解析】
解：
(1) 由图乙可知，灯泡两端电压为额定电压$U_L=6\ \mathrm{V}$时，对应的电流$I_L=0.5\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律，灯泡正常发光时的电阻：
$R_\mathrm{L}=\dfrac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$。
(2) 当闭合开关$\mathrm{S_2}$，断开$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_3}$时，灯泡L与$R_2$串联，电路电流等于灯泡额定电流$I=I_L=0.5\ \mathrm{A}$。
定值电阻$R_2$两端的电压：$U_2=IR_2=0.5\ \mathrm{A}×20\ \Omega=10\ \mathrm{V}$，
电源电压：$U=U_\mathrm{L}+U_2=6\ \mathrm{V}+10\ \mathrm{V}=16\ \mathrm{V}$。
(3) 当开关$\mathrm{S_1}$、$\mathrm{S_2}$、$\mathrm{S_3}$均闭合时，灯泡L被短路，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流。
通过$R_2$的电流：$I_2=\dfrac{U}{R_2}=\dfrac{16\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.8\ \mathrm{A}$，
滑动变阻器$R_1$允许的最大电流$I_{1\max}=1\ \mathrm{A}$，则干路最大电流：
$I_{\max}=I_{1\max}+I_2=1\ \mathrm{A}+0.8\ \mathrm{A}=1.8\ \mathrm{A}$，
该电流小于电流表量程0～3A，故干路最大电流为1.8A，
电路允许消耗的最大功率：$P_{\max}=UI_{\max}=16\ \mathrm{V}×1.8\ \mathrm{A}=28.8\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1) $12\ \Omega$；(2) $16\ \mathrm{V}$；(3) $28.8\ \mathrm{W}$
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题结合I-U图像考查电路综合计算，需准确判断不同开关状态下的电路连接方式，结合用电器额定值和电表量程确定最大电流，是电路规律应用的典型题目。
【难度系数】
0.5
